题目内容
【题目】如图所示,竖直平面内
光滑圆弧轨道半径为R,等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于圆周最低点,CD是AB边的中垂线。在A、B两顶点上放置一对等量异种电荷。现把质量为m带电荷量为+Q的小球由圆弧的最高点M处静止释放,到最低点C时速度为v0。不计+Q对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为k,（ ）
A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒
B. C点电势比D点电势高
C. 小球对轨道最低点C处的压力大小为mg+m
D. M点电势为
(m
-2mgR)
【答案】D
【解析】
此题属于电场力与重力场的复合场，根据机械能守恒和功能关系即可进行判断；此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小，注意AB处有等量异种电荷，CD是AB边的中垂线，则CD是等势线．
小球在圆弧轨道上运动重力做功，电场力也做功，不满足机械能守恒适用条件，A错误；CD是AB边的中垂线，则CD处于AB两电荷的等势能面上，且两点的电势都为零，B错误；小球在轨道最低点C处时，电场力为
，故对轨道的压力为
，，C错误；从M到C的过程中，根据动能定理得
，解得
，取无穷远处电势为零，则M点的电势能为
，M点的电势等于
，D正确．
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